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FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE:
INGENIERIA EN RECURSOS NATURALES Y AMBIENTALES
TRABAJO DE INVESTIGACION:
Evaluación del efecto de las partículas de microplástico sobre la
alimentación del camarón blanco Litopenaeus vannamei (Boone, 1931)
AUTOR:
Bryan Alexis Benavides Mera
DIRECTORA DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN: Dra. Dayanara Macías Mayorga
MANTA MANABÍ - ECUADOR 2017
del camarón blanco Litopenaeus vannamei (Boone, 1931)
DERECHOS DE AUTORÍA
Yo, Bryan Alexis Benavides Mera, declaro bajo juramento que el trabajo de
investigación aquí descrito es de mi autoría. El mismo fue realizado en el marco
del agua en un contexto ecotoxicológico:
R ejecutado desde la Facultad de Ciencias
Agropecuarias de la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí, bajo la Dirección
de la Dra. Dayanara Macías Mayorga. Este trabajo no ha sido presentado
previamente para ningún grado o calificación profesional y se han consultado
todas las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
--------------------------------------------------
Bryan Alexis Benavides Mera
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
del camarón blanco Litopenaeus vannamei (Boone, 1931)
Sometido a consideración del Honorable Consejo Directivo de la Facultad
Ciencias Agropecuarias, como requisito para obtener el título de:
INGENIERO EN RECURSOS NATURALES Y AMBIENTALES
_______________________________ ____________________________
Ing. Yessenia García Montes M. Sc Dra. Dayanara Macías Mayorga DECANA DE LA FACULTAD DIRECTORA DE TESIS
MIEMBROS DEL TRIBUNAL
-------------------------------------------- Blgo. David Mero del Valle M. Sc.
Presidente del Tribunal
---------------------------------- Blgo. Ricardo Castillo Ruperti M. Sc.
Miembro del Tribunal
--------------------------------- Blgo. Carlos Chinga Panta M. Sc.
Miembro del Tribunal
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR
Dra. Dayanara Macías Mayorga, Docente Titular Principal de la Facultad
Ciencias Agropecuarias, certifico que la Sr. Bryan Alexis Benavides Mera
realizó el Trabajo de Investigación titulado
partículas de microplástico sobre la alimentación del camarón blanco
Litopenaeus vannamei (Boone, 1931) , bajo mi dirección y responsabilidad.
El mismo ha sido desarrollado previo a la obtención del título de Ingeniería en
Recursos Naturales y Ambientales, de acuerdo al Reglamento para la
Elaboración de Proyecto de Investigación de Tercer Nivel de la Universidad
-------------------------------------------------------
Dra. Dayanara Macías Mayorga PhD
Directora de Trabajo de Investigación
AGRADECIMIENTO
En primer lugar a mi familia por ser un pilar fundamental en mi formación, al
inculcarme los principios y valores para alcanzar cada meta que me he
planteado.
Un especial agradecimiento a Dayanara Macías Mayorga por ser mi tutora,
amiga y madre académica en estos años, que con sus sabios consejos,
consideración y estima supieron encaminarme a ser un mejor profesional y una
mejor persona.
A la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí quien a través de la Facultad de
Ciencias Agropecuarias me acogió como uno de sus estudiantes y dio la
oportunidad de aprender y formarme profesionalmente.
A mis compañeros del proyecto Langosta Juan, David, Ricardo, Antonella por
darme la oportunidad de adquirir experiencias y conocimientos junto a ustedes,
y por haberse convertido en mis amigos más allá de ser mis compañeros de
trabajo.
Agradezco a mi compañera del proyecto FUGAGUATOX Victoria por su apoyo
en los trabajos de laboratorio para el desarrollo de esta tesis y por estar
siempre predispuesta a colaborar.
Agradezco a Nicol Marcillo por haber compartido junto a mí en los últimos años,
por su compañía y por haber sido un importante apoyo en momentos difíciles.
A mis amigos Jordano, Fernando y Miguel, por su amistad desinteresada,
limpia y leal. Por demostrar su apoyo y comprensión en los momentos difíciles,
y ayudarme a superar todos los obstáculos que se me presentaron.
Al Laboratorio LARDEMA S.A y a su propietario el Ing. Ignacio Andrade, por
ayudar con la donación de las larvas de camarón blanco utilizadas en el
desarrollo de esta tesis y por estar predispuesto a colaborar en la formación de
los estudiantes.
Un especial agradecimiento a mi Padrino el Sr. Víctor Mera que se desempeña
como técnico del Laboratorio LARDEMA S.A, por su enseñanza en todo lo
relacionado al cultivo del camarón blanco.
A mi amigo Fernando Rey Diz por compartirme sus conocimientos, ser guía,
consejeros y además por siempre demostrar su preocupación e interés en el
desarrollo de esta investigación.
A todos los maestros que pasaron por las aulas en las que permanecí en el
transcurso de la carrera y que aportaron con sus conocimientos a mi formación
como estudiante.
A Don Atilio conserje de la facultad de Ciencias Agropecuarias de la ULEAM
por su disposición a colaborar con el desarrollo de este trabajo, aún los fines de
semana.
¡Muchas gracias a todos!
DEDICATORIA
A Dios, por darme la oportunidad de vivir y por estar conmigo en cada paso que
doy. Por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber puesto en mi
camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante todo
mi periodo de estudio.
A mi familia por ser el pilar fundamental de todo lo que soy, en toda mi
educación, tanto académica, como de la vida, por su incondicional apoyo
perfectamente mantenido a través del tiempo.
A mi madre Virginia
Por haberme apoyado en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la
motivación constante que me ha permitido ser una persona de bien, pero más
que nada, por su amor.
A mi padre Ramiro
Por los ejemplos de perseverancia y constancia que lo caracterizan y que me
ha inculcado siempre, por el valor mostrado para salir adelante y por su amor.
A mi Abuela Yolanda
Por ser la gran responsable de mi personalidad y ser una persona decisiva que
me ayudo a tomar decisiones que marcaron mi camino en momentos de
indecisión y debilidad, esto en presencia de tentaciones lejanas a cumplir mis
metas académicas.
A todos aquellos que participaron directa o indirectamente en la elaboración de
esta tesis.
¡Esto es para ustedes!
GLOSARIO
Microplástico: Fragmentos de plástico menores de 5 mm (Arthur et al. 2009).
Macroplásticos: Son fragmentos de plástico mayores de 5 mm
Degradación: A nivel ecológico hace referencia al proceso natural por el cual un
producto u objeto sufre una descomposición resultando en metabolitos simples
que pueden ser integrados en el medio ambiente.
Biota: Conjunto de la fauna y la flora de una región.
Bioacumulación: Acumulación de sustancias por los organismos vivos hasta
alcanzar concentraciones más altas que las existentes en el medio ambiente.
Polietileno: El (PE) es químicamente el polímero más simple. Se representa
con su unidad repetitiva (CH2-CH2). Es uno de los plásticos más comunes
debido a su bajo precio y simplicidad en su fabricación. Es químicamente
inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de fórmula química
CH2=CH2 y llamado eteno por la IUPAC), del que deriva su nombre.
Poliestireno: El (PS) es un polímero termoplástico que se obtiene de
la polimerización del estireno monómero, que se emplea principalmente en la
fabricación de lentes plásticas y aislantes térmicos y eléctricos.
Policloruro de Bifenilo: El (PCB) está considerado según el Programa de las
Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) como uno de los doce
contaminantes más nocivos fabricados por el hombre. Actualmente su uso está
prohibido en casi todo el mundo.
Detritus: Residuos que provienen de la descomposición de la materia orgánica tanto animal como vegetal.
INDICE DE CONTENIDO
1 . INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 11
1.1 Antecedentes ............................................................................................... 1
1.2 Biología de la especie Litopenaeus vannamei ............................................. 5
1.3 Importancia económica de la especie L. vannamei ...................................... 7
1.4 Objetivos del trabajo de investigación ........................................................ 11
Objetivo General: .......................................................................................... 11
Objetivos específicos .................................................................................... 11
Pregunta de investigación ............................................................................. 11
Hipótesis planteadas ..................................................................................... 11
2 . METODOLOGÍA ...................................................................................... 12
2.1 Descripción del sistema experimental ........................................................ 12
2.2 Descripción del bioensayo .......................................................................... 13
2.3 Porcentaje de llenura en la especie L. vannamei ....................................... 15
2.4 Presencia o ausencia de microplástico en el tracto digestivo ..................... 15
2.5 Procesamiento de datos ............................................................................. 16
3 . RESULTADOS ........................................................................................ 17
3.1 Comportamiento alimentario de la especie L. vannamei ante una exposición
forzada a microplástico .................................................................................... 17
3.2 Porcentaje de llenura del tracto digestivo ................................................... 17
3.3 Presencia o ausencia de microplástico en el tracto digestivo ..................... 18
4 .DISCUSIÓN .............................................................................................. 20
5 .CONCLUSIONES ..................................................................................... 23
6 .RECOMENDACIONES ............................................................................. 24
7 .BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 25
INDICE DE TABLAS
Tabla. 1 Clasificación taxonómica
Tabla 2. Estadios de muda de crustáceos decápodos braquiuros
Tabla 3. Producción mundial de camarón cultivado ....8
Tabla 4. Exportaciones Ecuatorianas de camarón (Dólares) ..10
Tabla 5.
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Ciclo vital de un camarón peneido típico
Figura 2. Producción de camarón por provincia en Ecuador
Figura 3. Acuario de aclimatación del cultivo
Figura 4. Sistema de ensayo ..13
Figura 5. Separación de individuos para depuración del tracto digestivo ..
Figura 6. Categorización del porcentaje de llenura del trato digestivo
Figura 7. Procesamiento y digitalización de las muestras
Figura 8. Porcentaje de llenura del tracto digestivo de especímenes de L.
Vannamei expuesto a distintos tratamientos de microplástico más alimento
convencional
Figura 9. Presencia de partícula de microplástico en el tracto digestivo de la
especie Litopenaeus vannamei ..............................19
Figura 10. Presencia de partícula de microplástico en el tracto digestivo
digestivo de la especie Litopenaeus vannamei ...19
1
1 . INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes
totalmente sintética en 1907, se han optimizado numerosas técnicas de
fabricación de bajo costo, lo que ha resultado en la producción masiva de una
gran cantidad de plásticos ligeros, duraderos, inertes y resistentes a la
corrosión (PlasticsEurope 2010). Por estas propiedades, el plástico se ha
convertido en un producto casi indispensable con amplias aplicaciones
comerciales, industriales y medicinales (PlasticsEurope 2012). Aunque su
producción en masa comenzó en la década de 1940, la demanda de plásticos
ha aumentado en un 5% cada año desde 1990 (Lettieri y Al-Salem 2011). Este
aumento dramático pasó de 1,5 millones de toneladas en 1950 a 230 millones
de toneladas en el 2009 (PlasticsEurope 2010), lo cual representó el 8% de la
producción mundial de petróleo en ese año (Thompson et al., 2009) y
aproximadamente 280 millones de toneladas en el 2011 (PlasticsEurope 2012).
La cantidad de desechos plásticos que entran en el medio marino aumentan en
paralelo con las tasas de producción de los mismos (Moore 2008, Ryan et al.
2009 y Barnes et al. 2009). Es por ello, que el impacto que pueden tener los
grandes residuos de plástico (macroplásticos) sobre el medio ambiente marino
ha sido objeto de investigación.
Esta preocupación creciente es más latente ahora que hace cien años, por el
uso del plástico en las actividades antropogénicas (Andrady 2003). Los
beneficios sociales del plástico son de largo alcance por la durabilidad del
mismo, es un material atractivo para ser utilizado, pero también es altamente
resistente a la degradación (Andrady y Neal 2009). Por lo tanto, la disposición
final de los residuos plásticos se plantea como un problema (Barnes et al.
2009, Sivan 2011).
Kukulka et al. (2012) sugirieron que puede haber 2,5 veces más del volumen
medio de plástico en la superficie de los océanos, ya que el plástico presente
en la columna de agua está siendo subestimado.
2
La legislación para detener la incorrecta disposición final de residuos plásticos
ha surgido lentamente, pero en la actualidad existen normas internacionales
establecidas que regulan la disposición de los mismos. Entre las que se
pueden mencionar: la ISO 15270:2008 Plastics Guidelines for the recovery
and recycling of plastics waste (International Standarization Organization 2008).
En el caso de Ecuador, existe la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN
2633:2012 Disposición de desechos plásticos post-industriales y la Norma NTE
INEN 2634:2012 Disposición de Desechos Plásticos Post-Consumo. Requisitos
(INEN 2012).
La problemática de la contaminación por residuos plásticos no se limita sólo a
la deposición de éstos en el medio, sino a que su desintegración en partículas
más pequeñas, aumenta el riesgo de ser ingeridos por la biota (Andrady 2011).
La degradación debilita inevitablemente el plástico y el material se vuelve lo
suficientemente frágil para romperse en fragmentos pulverulentos cuando se
somete a movimientos del mar (Andrady 2011). Este proceso se produce de
manera continua e indefinida (Barnes et al. 2009), incluyendo el nivel molecular
(Andrady 2011).
En el año 1972, E. J. Carpenter y K. L. Smith se convirtieron en los primeros
investigadores en hacer sonar la alarma sobre de la presencia de gránulos de
plástico en la superficie del Océano Atlántico Norte. Sólo meses más tarde, se
informó de la presencia de los mismos gránulos de polietileno en tejidos de
pescado (Carpenter y Smith 1972). La investigación realizada por Carpenter y
Smith (1972) se estableció como el primer indicio para la comunidad científica
que estudia la contaminación producida por los desechos plásticos de menor
tamaño (Moore 2008, Barnes et al. 2009, Thompson et al. 2009, Ryan et al.
2009 y Andrady 2011). En consecuencia, en los últimos años existe una
creciente preocupación ambiental sobre los gránulos de plástico utilizados
como depuradores en cosméticos, dispersores de aire y fragmentos pequeños
de plástico derivados de la descomposición de macroplásticos (Derraik 2002,
Ryan et al. 2009, Thompson et al. 2004).
3
Aunque los problemas relacionados con los grandes artículos de plástico, como
las bolsas de transporte, en grandes animales marinos están bien
documentados, es sólo recientemente que se han considerado los impactos de
los fragmentos de plástico más pequeños, en particular en los invertebrados.
Los plásticos están entre los contaminantes primarios de aguas superficiales,
aguas pelágicas y bentos marinos (Graham y Thompson, 2009).
Las muestras de plástico del oeste del océano Atlántico Norte de los últimos 24
años han puesto de manifiesto una disminución en el tamaño de partícula
media de 10,66 mm en la década de 1990 a 5,05 mm en la década del 2000
(Morét- Ferguson et al. 2010). Según estos autores el 69% de los fragmentos
de plásticos tenían un tamaño entre 2 a 6 mm, destacando un predominio de
pequeñas partículas de plástico. Dada la fragmentación continua de los
artículos de plástico, es probable que sus concentraciones en el medio marino
aumenten con la disminución continua del tamaño de la partícula (Morét-
Ferguson et al. 2010). Arthur et al. (2009) establecieron la definición de
microplásticos como las partículas que resultan de la fragmentación de
macroplásticos y plásticos que desde su origen sean menores de 5 mm, a fin
de discernir una clase de tamaño específico de la contaminación por plástico.
La relevancia negativa de los microplásticos en el medio marino ha sido
recientemente reconocida por su inclusión como un descriptor de prioridad en
The Marine Strategy Framework Directive (MSFD) (DMEM) como descriptor 10
(Basura Marina) (Directiva 2008/56 / CE, del Parlamento Europeo y del
Consejo 2008). Los microplásticos (<5 mm) proliferan, migran y se acumulan
en los hábitats naturales de polo a polo, desde la superficie del océano hasta
los fondos marinos (Moore 2008, Barnes et al. 2009, Thompson et al. 2009 y
Ryan et al. 2009). Los microplásticos en el ambiente están disponibles para
todos los niveles de la red trófica, desde los productores primarios (Oliveira et
al. 2012) hasta los niveles tróficos superiores (Wright et al. 2013).
Los microplásticos son motivo de preocupación medioambiental ya que su
pequeño tamaño hace que estén disponibles para una amplia gama de
organismos en la biota marina. La ingestión de microplástico se ha demostrado
4
en los organismos marinos, incluyendo anfípodos, gusanos marinos, y
percebes (Thompson, R. C et al. 2004), mejillones (Browne, M. A et al. 2008),
crustáceos decápodos (Murray, F y Cowie, P. R. 2011), aves marinas (Van
Franeker, J. A et al. 2011) y peces (Boerger, C. M et al. 2010). Además las
partículas también pueden acumularse en el sedimento (Thompson et al.,
2004), Lo que sugiere que estarían disponibles para muchas especies
bentónicas.
Barnes et al. (2009) sugirieron que una evaluación crítica periódica de esta
cuestión es fundamental, sobre todo porque este problema persistirá durante
siglos, incluso si la contaminación se detiene inmediatamente. Los informes de
estudios realizados sobre la contaminación por plásticos se han extendido
rápidamente en términos de geografía, hábitat marino y la biota influenciada
(Barnes et al. 2009 y Ryan et al. 2009).
Por otra parte, se ha demostrado que la lixiviación de los contaminantes
constituyentes del plástico tales como monómeros y aditivos plásticos son
capaces de provocar carcinogénesis y alteraciones endocrinas en una
variedad de especies, incluyendo crustáceos (Oehlmann et al, 2009; Talsness
et al, 2009). Además, los microplásticos son susceptibles de concentrar los
contaminantes orgánicos persistentes (COPs), que tienen una mayor afinidad
por la superficie hidrófoba del plástico en comparación con el agua de mar
(Hirai et al, 2011;. Mato et al., 2001).
Los crustáceos decápodos comúnmente presentan una alimentación poco
selectiva, lo cual los hace susceptibles a la ingesta de este tipo de
contaminante (Dall, 1981).
Van Cauwenberghe y Janssen (2014) concluyeron que la exposición de los
consumidores europeos a microplásticos alcanzo cantidades de 11.000
partículas de plástico por año a través de la ingestión de mariscos.
5
1.2 Biología de la especie Litopenaeus vannamei
Tabla. 1 Clasificación taxonómica
Fuente: Pérez-Farfante y Kensley, (1977)
El ciclo vital de un peneido típico como las especies que se hallan en Ecuador
(Penaeus stylirostris, P. vannamei, P. occidentalis) se muestra en la Figura 1.
La maduración y reproducción de estas especies se realiza en aguas
profundas, entre 15 y 60m; las hembras fecundadas ponen huevos en
cantidades variables de acuerdo con la especie (entre 10.000 y 1.000.000). Al
cabo de un tiempo, estos eclosionan en una serie de estadios denominados
larvas, cada uno de los cuales tiene características morfológicas determinadas
y diferentes requerimientos nutricionales.
Como se puede observar en la Figura 1,postlarvas y/o juveniles migran hacia la
costa, a aguas menos profundas y de baja salinidad: por ejemplo, zonas de
manglar, esteros, lagunas, ricas en materia orgánica, donde crecen hasta
alcanzar estadios de adulto o preadulto migrando luego a mar abierto para
madurar y reproducirse.
Phylum Arthropoda
Clase Malacostraca
Orden Decapoda
Suborden Dendobranchiata
Superfamilia Penaeoidea
Familia Penaeidae
Genero Litopenaeus
Especie Litopenaeus
vannamei
6
Figura 1. Ciclo vital de un camarón peneido típico: l: maduración y reproducción; 2: nauplii; 3: protozoeas; 4: mysis; 5: postlarvas; 6: juveniles; 7: adultos. (Modificado de Boschi, 1977).
Fuente: http://www.fao.org/docrep/field/003/AB466S/AB466S02.htm
En cuanto a juveniles y subadultos que viven en estuarios lagunas y manglares
son los que mejor soportan mayores variaciones en las condiciones
ambientales. En general los peneidos viven en fondos blandos de fango,
constituidos por distintas proporciones de arena, limo y arcilla. Las especies
como P. vannamei se entierran, hábito que aparece durante los primeros
estadios postlarvales y permite a los camarones protegerse de predadores,
principalmente durante el período de muda; este comportamiento parece estar
regulado por factores como la luz, temperatura, concentración de oxígeno, etc.
Drach en 1939, determinó los estadios de muda de crustáceos decápodos
braquiuros, sobre la base de cambios tegumentarios, extendiendo este trabajo
a todos los decápodos en 1944, dividiendo el ciclo en 4 estadios (Tabla 2)
7
Tabla 2. Estadios de muda de crustáceos decápodos braquiuros
ESTADIOS DESCRIPCION
Post-muda Período de turgencia debido a la absorción de agua; los animales no
se alimentan.
Intermuda Período de actividad secretora de la epidermis, crecimiento de los
tejidos, el animal se alimenta
Premuda Se inicia la reabsorción del antiguo exoesqueleto y comienza a
formarse una nueva cutícula, el animal no se alimenta.
Exuviación o ecdisis Pérdida del viejo esqueleto.
Los camarones de aguas tropicales como P. vannamei, en las costas del
Pacífico, tienen requerimientos de temperaturas superiores a 20 °C, como
temperaturas para un crecimiento óptimo entre 26 y 32 °C. La concentración de
oxígeno disuelto en el agua es de fundamental importancia; se ha comprobado
que concentraciones de este elemento menores de 2 ppm producen una alta
mortalidad en cultivos.
En Ecuador se capturan las larvas de P. vannamei a mano o con redes, para
evitar a los predadores, obteniéndose hasta 427 Kg cola/Ha de P.
vannamei (Cobo Cedeño, 1974).
1.3 Importancia económica de la especie L. vannamei
La producción de camarón puede provenir de dos procesos productivos
diferentes: la pesca de camarón silvestre (de donde se obtiene
aproximadamente el 60% de la producción mundial en la actualidad), y la
producción acuícola. Aunque ambos métodos son utilizados en todos los
países productores de camarón, el primer método es la principal fuente de
producción en los países asiáticos, de dónde proviene el 75% de la producción
total mundial de camarón, y el segundo método, la crianza de camarón en
piscinas que es la principal fuente de producción de los países occidentales
(FAO, 2007).
8
Entre la familia de los camarones Peneidos se destaca a Litopenaeus
vannamei como la especie más cultivada en el mundo (FAO, 2007) (Tabla 3).
La especie L. vannamei es nativa de la costa pacífica de América Central y del
Sur, aunque su cultivo también se realiza en otras regiones. Esta es una
especie de extrema importancia económica para América Latina y Asia (FAO,
2010).
Tabla 3. Producción mundial de camarón cultivado
Nombre español Norme científico Producción de cultivo
en 2005 (ton)
Camarón patiblanco Penaeus vannamei 1 594 039
Langostino jumbo Penaeus monodon 710 806
Camarones Penaeus nei Penaeus spp. 125 025
Langostino banana Penaeus
merguiensis
81 105
Langostino carnoso Penaeus chinensis 51 300
Langostino japonés Penaeus japonicus 43 181
Camarón blanco de la India Penaeus indicus 31 875
Camarones Metapenaeus-nip Metapenaeus spp. 14 600
Camarón azul Penaeus stylirostris 3 170
Fuente: FAO, 2007
El Camarón blanco (Litopenaeus vannamei), es la principal especie de cultivo
de la costa Ecuatoriana. La cual en el 2015 alcanzó una producción nacional de
211.984 ha cultivadas (Figura 2).
9
Figura 2. Producción de camarón por provincia en Ecuador
Fuente: Secretaría de Acuacultura, MAGAP
Elaboración: Dirección de Inteligencia Comercial e Inversiones, PRO ECUADOR
Las exportaciones del sector acuacultura están compuestas principalmente por
esta especie de camarón, el mismo que por su exquisito sabor, color y textura
es reconocido como un producto gourmet a nivel mundial. Este reconocimiento
ha generado valiosas aportaciones a la economía ecuatoriana como se
representa en la siguiente Tabla 4.
10
Tabla 4. Exportaciones Ecuatorianas de Camarón (Dólares)
AÑO TOTAL % Crecimiento Anual
1994 $ 514.300.354,88
1995 $ 665.174.329,74 22,19%
1996 $ 615.307.841,99 -1,22%
1997 $ 871.664.843,90 27,30%
1998 $ 875.050.894,01 5,41%
1999 $ 616.942.114,94 -17,37%
2000 $ 297.408.403,40 -60,32%
2001 $ 280.694.073,08 20,31%
2002 $ 263.859.174,42 3,24%
2003 $ 303.820.895,88 23,02%
2004 $ 350.147.733,06 25,02%
2005 $ 480.251.487,00 34,15%
2006 $ 597.670.743,40 24,36%
2007 $ 582.028.512,15 3,32%
2008 $ 673.469.146,78 7,91%
2009 $ 607.254.114,25 1,56%
2010 $ 735.480.173,53 7,68%
2011 $ 993.365.390,70 21,76%
2012 $ 1.133.323.708,56 14,61%
2013 $ 1.620.611.908,12 5,43%
2014 $ 2.289.617.267,94 28,85%
2015 $ 2.304.901.984,29 17,88%
2016 $ 2.455.284.864,49 11,04%
Elaborado por: Cámara Nacional de Acuacultura
A pesar que, Ecuador es un país en donde gran parte de su economía se
sostiene por los recursos pesqueros, casi no existe preocupación por el efecto
de las partículas de microplásticos sobre la biota marina, y los trabajos
realizados sobre este tema son inexistentes. Es por ello, que el objetivo de esta
investigación se centra en evaluar el efecto de las partículas de microplástico
sobre la alimentación de la especie de interés comercial L. vannamei.
11
1.4 Objetivos del trabajo de investigación
Objetivo General:
Evaluar el efecto de las partículas de microplástico sobre la alimentación de la
especie L. vannamei
Objetivos específicos
Analizar el comportamiento alimentario de L. vannamei ante una
exposición forzada a microplástico.
Evaluar el contenido del tracto digestivo de la especie L. vannamei
después de un ensayo de exposición a microplástico.
Determinar la posible presencia de microplástico en el tracto digestivo de
la especie L. vannamei.
Pregunta de investigación
¿La presencia de partículas de microplástico puede tener un efecto sobre la
alimentación de la especie L. vannamei?
Hipótesis planteadas
H1. La presencia de partículas de microplástico afecta la alimentación de la
especie L. vannamei.
H0. La presencia de partículas de microplástico no afecta la alimentación de la
especie L. vannamei.
12
2 . METODOLOGÍA
2.1 Descripción del sistema experimental
Los especímenes de camarón blanco se obtuvieron de la granja de acuicultura
LARDEMA S. A, localizada en la vía San Mateo. Los organismos con un
estadio de PL15 fueron trasladados en bolsas plásticas a las instalaciones del
laboratorio. Una vez en el laboratorio los organismos fueron aclimatados
durante 2 semanas en tanques de 32 L, con agua de mar filtrada, fotoperiodo
natural de 12 h / 12h (luz: oscuridad) y aireación constante (Figura. 3).
Figura 3. Acuario de aclimatación del cultivo
Cada dos días se realizó la limpieza y cambio de agua en los acuarios de
cultivo. El fondo del acuario fue sifonado con una manguera de 1 m de longitud
cubierta con una malla de 100 micras en uno de sus extremos. Los organismos
se mantuvieron en agua de mar filtrada. La filtración del agua se dio a través de
bolsos monofilamento de nylon de 1 micra de luz de filtro. Los organismos
fueron alimentados con alimento convencional microparticulado (Start Plus,
300-500 micras).
13
Como se describe en la Figura 4 el sistema de ensayo estuvo conformado por
recipientes plásticos en forma de embudo, fijados en una superficie plana.
Cada una de las unidades experimentales se mantuvo con aireación constante
con la utilización de motores de doble salida (2,5 W de potencia).
Figura 4. Sistema de ensayo
2.2 Descripción del bioensayo
Los ensayos fueron realizados con larvas en estadio PL30. Antes del inicio del
experimento se separaron al azar grupos de 10 larvas de camarón blanco.
Estos grupos de organismos se mantuvieron en vasos de precipitación de 50
ml con agua de mar filtrada durante 2 horas. Durante este periodo cada 15
minutos se realizó una renovación del agua de mar en cada uno de los vasos
de precipitación (Figura. 5), con el objetivo de que los organismos tuvieran el
tracto digestivo totalmente limpio antes de iniciar el ensayo. Se separaron un
total de 8 grupos de 10 individuos para cada bioensayo realizado.
14
En cada unidad experimental se adicionaron 200 ml de agua de mar filtrada.
Seguido se colocaron 10 organismos en cada una de estas unidades. Se
utilizaron tres tratamientos de exposición más un control. El primer tratamiento
(T1) 25% de microplástico + 75% de alimento; el segundo tratamiento (T2) 50%
microplástico + 50% alimento; el tercer tratamiento (T3) 75% microplástico +
25% alimento; y el control (C) 100% alimento convencional. Cada tratamiento y
el control tuvieron un peso total de 200 mg. Las partículas de microplásticos
fueron extraídas de cremas exfoliante de marca comercial, siendo la
composición del mismo principalmente de polietileno. Para determinar el
tamaño de partícula, se tamizó la crema exfoliante determinando que el tamaño
de partícula de microplástico utilizado era >500 micras. El alimento
convencional microparticulado utilizado fue Start Plus (300-500 micras). Cada
tratamiento fue testado en 8 réplicas. Cada ensayo tuvo una duración de media
hora. Una vez cumplido el tiempo de exposición, las larvas de camarón fueron
retiradas con el uso de pipetas Pasteur plásticas de 3 ml y de forma inmediata
fueron fijadas en alcohol para su posterior análisis.
.
Figura 5. Separación de individuos para depuración del tracto digestivo
15
2.3 Porcentaje de llenura en la especie L. vannamei
Figura 6. Categorización del porcentaje de llenura del trato digestivo. A (100% de 100); B (80%
de 100); C (60% de 100); D (40% de 100); E (20% de 100); F (0% de 100)
Para la determinación del porcentaje de llenura se realizó una modificación de
la metodología descrita Sori, et al. (2011). El tracto digestivo fue divido en 5
partes iguales de las que se derivan 6 categorías de llenura (Figura.6).
2.4 Presencia o ausencia de microplástico en el tracto digestivo
La presencia o ausencia de microplástico en el tracto digestivo se determinó a
través de observación directa mediante un estereoscopio. Se tomaron
imágenes de cada organismo expuesto durante el ensayo. Las imágenes
fueron procesadas a través del software TS View (Figura. 7)
16
Figura 7. Procesamiento y digitalización de las muestras
2.5 Procesamiento de datos
Los datos fueron procesados a través del test no paramétrico de Kruskal-Wallis
seguido del test de múltiples comparaciones de Dunn para determinar la
diferencia entre tratamientos. Los análisis se llevaron a cabo con la utilización
del software estadístico InStat Pad Graphic versión 3.00.
17
3 . RESULTADOS
3.1 Comportamiento alimentario de la especie L. vannamei ante una
exposición forzada a microplástico
Durante la realización del bioensayo se pudo observar que en cada tratamiento
de exposición la presencia de partículas de microplástico dificultaba la captura
del alimento por los organismos. Los individuos perdían tiempo manipulando
las partículas de microplástico presentes en el medio y demoraban en captar el
alimento.
3.2 Porcentaje de llenura del tracto digestivo
Figura 8. Porcentaje de llenura del tracto digestivo de especímenes de L. Vannamei expuesto a
distintos tratamientos de microplástico más alimento convencional. (C= 100% alimento
convencional microplarticulado; T1 = 25% de microplástico + 75% de alimento; T2 50%
microplástico + 50% alimento; T3 = 75% microplástico + 25% alimento). Letras distintas indican
diferencia significativa (P<0,05)
Los resultados indican que a medida que aumentó la concentración de
exposición a microplástico, el porcentaje de llenura del tracto digestivo
A
B
BC
C
18
disminuyó en la especie L. vanammei (Figura. 8). Observándose diferencia
significativa de los distintos tratamientos con el control (P<0,001). Sin embargo,
no existe diferencia entre los distintos tratamientos de exposición, a excepción
del T1 y T3 que si fueron estadísticamente distintos (Tabla 4).
Tabla 5. Dunn's Multiple Comparisons Test
COMPARACION DIFRERENCIA MEDIA DE RANGOS P value
CONTROL VS T1 65.581 *** P<0.001
CONTROL VS T2 83.723 *** P<0.001
CONTROL VS T3 105.51 *** P<0.001
T1 VS T2 18.142 ns P> 0.05
T1 VS T3 39.926 * P< 0.05
T2 VS T3 21.784 ns P> 0.05
3.3 Presencia o ausencia de microplástico en el tracto digestivo
El 2 % del total de individuos testados presentaron partículas de microplástico
en el tracto digestivo, siendo los individuos pertenecientes al tratamiento T3 los
que presentaron las partículas de microplásticos en su tracto digestivo (Figura.
9 y 10). Los resultados demuestran que el aumento de la concentración de
exposición a microplástico, incrementó la presencia de las partículas de
microplástico en el tracto digestivo de los organismos expuestos.
19
Figura 9. Presencia de partícula de microplástico en el tracto digestivo de la especie
Litopenaeus vannamei.
Figura 10. Presencia de partícula de microplástico en el tracto digestivo de la especie
Litopenaeus vannamei.
20
4 .DISCUSIÓN
El presente estudio demuestra que la presencia de microplástico dificultó la
obtención del alimento en la especie L. vannamei. La pérdida de tiempo al
manipular las partículas de microplásticos en el medio antes de encontrar su
alimento puede tener efectos negativos sobre el desarrollo de las larvas. Según
Jones et al. (1997) la cantidad y calidad de los alimentos que se ofrecen a las
larvas son aspectos que afectan el desarrollo de las mismas. Además la
supervivencia de larvas y postlarvas depende de su condición nutricional
(Racotta et al. 2003, Palacios et al. 2004, Andriantahina et al. 2012).
La disminución del porcentaje de llenura a medida que aumentaba la
concentración de exposición a microplástico demuestra que un incremento de
partículas de microplásticos en el ambiente tendría un efecto negativo sobre los
hábitos alimenticios en la especie L. vannamei. El impacto de la presencia de
microplástico sobre la biota en el medio marino es conocido (Andrady 2011;
Derraik 2002). De hecho, existen estudios donde se reconoce el efecto de las
partículas de microplásticos en otras especies de camarones (Setälä et al.
2014; Devriese et al. 2015). En el presente estudio se puede sugerir que la
inhibición o la disminución en la capacidad de alimentación de la especie L.
vannamei, puede llevar a consecuencias importantes como un retraso en su
crecimiento y desarrollo.
Este es el primer trabajo en donde se evalúan los posibles efectos de la
exposición a microplástico en la especie L. vannamei. Sin embargo la literatura
necesaria para contrastar la información es escasa. No obstante, este estudio
es comparable a un trabajo realizado en el camarón mísido, después de una
exposición de 12 h a micro esferas de plástico, en donde se sugirió que la sola
presencia de microplástico en el medio se presenta como un efecto negativo,
ya que condiciona el factor nutricional de la especie, lo cual es fundamental
para el desarrollo larvario de crustáceos decápodos (Setälä et al. 2014) . Este
21
efecto podría estar relacionado a condiciones de estrés causados por la
presencia de un agente extraño en el medio (Lignot et al. 2000). El
microplástico al ser una partícula totalmente sintética podría ser un influyente
para esta condición, al generar un cambio en su medio natural.
Por otra parte, es conocido que el tamaño de partícula resulta ser de mucha
importancia en los ecosistemas, debido a las diversas estrategias de captación
y alimentación de los organismos en los diferentes niveles de la red trófica
(Wright et al, 2013), tales como el crustáceo decápodo Nephops norvegicus
(Murray y Cowie, 2011),
Percebes (Lepas spp.) (Goldstein y Goodwin, 2013), pescado (Foekema et al,
2013), peces pelágicos y bentopelágicos (Lusher et al, 2013), mejillón azul
Mytilus edulis (De Witte et al, 2014), gusanos de rio Gobio gobio (Sánchez et
al, 2014), bivalvos (Van Cauwenberghe y Janssen, 2014), arenícola marina
(Van Cauwenberghe et al, 2015). Los cuales han demostrado ser vulnerables a
este tipo de contaminación ya que confunden las pequeñas partículas de
plástico con su alimento convencional, debido a la similitud entre tamaños.
Lovell, T. (1989) expuso que la detección del alimento por parte de los
camarones peneidos es realizada mediante mecanismos quimio sensitivos en
vez de visuales y que la especie se alimenta de una variedad de organismos
bénticos y detritus, pero no pueden ser colocados en un nivel trófico
determinado, debido a que generalmente son oportunistas, característica que
aumenta el riesgo de verse afectados por agentes exógenos a su medio
natural. El microplástico al ser un contaminante actualmente considerado
omnipresente podría estar en contacto permanente con las especies marinas
como la especie objetivo de estudio.
En el Ecuador no existen estudios realizados para evaluar el efecto de la
contaminación por microplástico. Sin embargo, el estudio realizado por
Figueroa-Pico et al. (2016) señaló que más del 90% de los desechos marinos
22
encontrados en los arrecifes rocosos de la costa de Manabí-Ecuador fueron
derivados del plástico. Este resultado sustenta la importancia sobre futuras
investigaciones que evalúen el efecto de la contaminación por microplásticos
en la zona. Es conocido que la fragmentación continua del plástico a
consecuencia de diversos factores ambientales como rayos ultravioleta y
corrientes marinas es una de las principales causas de la generación de
micropartículas de plásticos (Browne et al. 2007; Barnes et al. 2009; Thompson
et al. 2004; Andrady 2011).
Aunque solo un pequeño porcentaje de los organismos expuestos incorporaron
microplástico en el tracto digestivo, este dato puede sugerir la hipótesis de que
en otras condiciones de ensayo o en condiciones naturales esta especie podría
ingerir las partículas de microplásticos en mayores proporciones. En este
sentido, realizando bioensayos de exposición con la utilización de organismos
en diferentes estadios, o ensayos en donde se utilice un tamaño de partícula de
microplástico más pequeña, podría arrojar más información sobre la capacidad
de ingesta de microplástico en la especie L. vannamei.
Hay estudios realizados con camarones que demuestran la transferencia de
microplásticos a través de la red trófica (Farrell y Nelson 2013; Setälä et al.
2014). Este aspecto debe de ser tomado con mayor relevancia ya que la
especie Litopenaeus vannamei es considerada de importancia como un
producto que ayuda a mantener la seguridad alimentaria en el mundo, como
alternativa para disminuir el hambre en países con una producción pobre de
alimentos propios de su territorio. En el Ecuador en su mayoría se practica una
acuicultura semi-extensiva, los camarones procedentes de este método de
siembra están en menor riesgo a tener contacto con los contaminantes en
relación con los de pesca silvestre. Sin embargo la pesca de camarón silvestre
representa más del 60% de producción mundial de camarón y tienen una
relación más íntima con las variaciones ambientales y el microplástico en el
medio. En este sentido el efecto negativo que causaría la presencia de
microplástico en el medio natural podría generar una escasez de larvas
silvestres, lo cual se presenta como un problema, ya que en ocasiones son
23
necesarias para la producción y cultivo, obligando a los productores a la
necesidad de importar esta materia prima, incrementando los costos de
producción y perdiendo competitividad.
Sumado a esto la presencia de microplástico en el tracto digestivo de los
camarones aumenta el riesgo de ingesta por las personas en poblaciones y
comunidades que obtienen a estos crustáceos decápodos mediante una pesca
artesanal.
En este tipo de camarones el tracto digestivo no siempre es retirado del animal
previo a ser utilizado como producto alimenticio y posiblemente los
microplasticos en el tracto digestivo pueden ser transferidos durante el
consumo
5 .CONCLUSIONES
La disposición de partículas de plástico en el medio tiene un efecto negativo en
el comportamiento alimentario de la especie L. vannamei. En presencia de
microplástico los organismos reducen la cantidad de alimento que ingieren,
pudiendo quedar comprometido su crecimiento y desarrollo normal en la etapa
de postlarva. Por otra parte, la presencia de microplástico en el tracto digestivo
de L. vannamei podría inferir la posibilidad de un proceso de bioacumulación
que podría verse magnificado a través de la red trófica.
24
6 .RECOMENDACIONES
1. Realizar nuevos estudios para determinar si diferentes tamaños de
partícula causan mayores efectos sobre la ingesta, en diferentes fases
del ciclo de vida de L. vannamei.
2. Realizar estudios de campo para determinar la presencia de
microplásticos en el medio natural y su efecto sobre la especie.
3. Realizar estudios de presencia de microplásticos en camarones de esta
especie destinados al consumo humano, procedentes de pesquerías y
de acuicultura.
25
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